本题导读

本题考查排列组合的计数问题。题目同时包含限制位置(男生甲不站两端)与限制相邻(有且只有两位女生相邻)的多重约束,属于综合度较高的排列组合题。

📌【题干】

Question

(2009年四川卷(理)) 3 位男生和 3 位女生共 6 位同学站成一排,若男生甲不站两端,3 位女生中有且只有两位女生相邻,则不同排法的种数是 ()

A. 360      B. 188      C. 216      D. 96

🔍【思路分析】

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  1. 优先满足女生的相邻条件:将 3 位女生拆分为“2人相邻组合”与“1人单立组合”,利用捆绑法确定分组方式。
  2. 采用插空法,先将 3 位男生进行排位,形成 4 个可插入的空档。
  3. 对特殊元素“男生甲”在男生队列中的位置进行分类讨论(在中间或在两端),排除让甲最终站在整体队列两端的不合题意排法。

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满足题意的不同排法种数共有:*(注:本题原试卷中选项 B 应为 288,图示印刷版误将百位数印错为 188,实际正确数额为 288

✍【详细解析】

Abstract

首先处理女生组:“3位女生中有且只有两位女生相邻”,意味着 3 位女生必须分成 2 人和 1 人的两个独立单元。 从 3 人中选出 2 人并捆绑排列的方法数为 种,剩余 1 人自动独立。共有 6 种不同的女生组元方式。

接下来安排 3 位男生(含甲)与女生组元的插入,按男生甲在男生内部排列的位置进行分类讨论: 3 位男生的全排列共有 种。排好后,男生间及两端共形成 4 个空档。

  • 第一类情况:男生甲排在 3 位男生的中间 在男生排列中,甲位于中间的排法有 种(即“男1-甲-男2”)。 由于甲两侧各至少有一个男生挡住,无论如何插空,甲绝不可能成为最终 6 人队列的两端元素。 此时,只需将 2 个女生单元任意插入 4 个空档中即可,插空法有 种。 此类的排法数为: 种。

  • 第二类情况:男生甲排在 3 位男生的两端 在男生排列中,甲位于最左或最右的排法有 种。 若甲排在最左侧(形如“甲-男-男”),为确保甲不站在最终整排的左端端点,最左侧的空档必须被女生单元强行占据。 从 2 个女生单元中选 1 个放入最左空档有 2 种选法,剩下的 1 个女生单元在余下的 3 个空档中任选一个有 3 种选法,因此插空有 种。 同理,若甲排在最右侧,为使其不站右端点,最右侧空档也必须强行置入女生单元,插空亦为 6 种。 此类的排法数为: 种。

综上所述,满足题意的不同排法种数共有: (注:本题原试卷中选项 B 应为 288,图示印刷版误将百位数印错为 188,实际正确数额为 288。)

故正确选项为 B。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:相邻问题用“捆绑法”;不相邻/隔离问题用“插空法”;特殊位置用“分类讨论法”。
  2. 核心方法:先分组再排队,由限制多到限制少的步骤进行有序计数。
  3. 避坑指南:极易漏掉女生内部的顺序排列(即 容易漏乘);在用插空法排除甲站两端时,要注意只有甲紧邻的外侧空档保持空白才会导致甲暴露在端点。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源:本题属于高考排列组合客观题的高阶经典题型,将元素相邻与位置受限进行了深度复合,重点考查逻辑分类的严密性与独立计数原理。
  2. 结论推广:此类特殊元素与特殊位置限制问题,亦可采用间接排除法求解:总排法减去甲在左端的排法再减去甲在右端的排法。即 。甲在最左端时左侧空置,剩余 3 空插 2 组,排法为 ;右端同理为 72。最终为 。

🔗【关联脉络】

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